外導(dǎo)體的不良接觸導(dǎo)致的失效 - 射頻同軸連接器的失效原因分析及可靠性提高方法

　　1、外導(dǎo)體的不良接觸導(dǎo)致的失效

　　為 保證電氣和機械結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，外導(dǎo)體接觸面之間的力一般都很大。以N型連接器為例，當螺套的擰緊力矩Mt為標準的135N.cm時，由公式 Mt=KP0×10-3N.m（K為擰緊力矩系數(shù)，此處取K=0.12），可以計算出外導(dǎo)體受到的軸向壓力P0可達712N，如果外導(dǎo)體的強度較差，就有 可能造成外導(dǎo)體連接端面磨損嚴重甚至變形潰縮。例如SMA連接器陽頭外導(dǎo)體連接端面的壁厚較薄，僅0.25mm，所用材料多為黃銅，強度較弱，連接力矩稍 大，連接端面就可能被過度擠壓產(chǎn)生變形，損壞內(nèi)導(dǎo)體或介質(zhì)支撐；且連接器外導(dǎo)體的表面通常都有鍍層，較大的接觸力會破壞掉連接端面的鍍層，導(dǎo)致外導(dǎo)體之間 的接觸電阻增大，連接器電氣性能下降。另外如果射頻同軸連接器的使用環(huán)境比較惡劣，一段時間后，外導(dǎo)體的連接端面上就會沉積一層灰塵，這層灰塵使外導(dǎo)體之 間的接觸電阻激增，連接器的插入損耗變大，電氣性能指標下降。

　　改進措施：要避免連接端面變形或過度磨損導(dǎo)致外導(dǎo)體不良接觸，一方面我們可以 選用強度更高的材料來加工外導(dǎo)體，如青銅或不銹鋼；另一方面也可以加大外導(dǎo)體連接端面的壁厚，以增加接觸面積，這樣在施加同樣連接力矩的情況下，外導(dǎo)體連 接端面單位面積上的壓力就會減小。如一種改進型的SMA同軸連接器（美國SOUTHWEST公司的SuperSMA），其介質(zhì)支撐的外徑由普通SMA的 Φ4.1mm減小為Φ3.9mm，外導(dǎo)體連接面的壁厚相應(yīng)增大為0.35mm，機械強度提高，從而增強了連接的可靠性。在存放和使用連接器時要保持外導(dǎo)體 連接端面的清潔，如上面有灰塵，可用酒精棉球擦洗干凈。需要注意的是擦洗時應(yīng)避免酒精浸到介質(zhì)支撐上，且要等酒精揮發(fā)完畢后才能使用連接器，否則會因為酒 精的混入，引起連接器的阻抗改變。

　　2、內(nèi)導(dǎo)體的不良接觸導(dǎo)致的失效

　　相對于外導(dǎo)體，尺寸較小，強度較差的內(nèi)導(dǎo)體更容易造成接觸不良而導(dǎo)致連接器失效。

　　內(nèi)導(dǎo)體之間多采用彈性連接方式，如插孔開槽式彈性連接、彈簧爪式彈性連接，波紋管式彈性連接等。其中插孔開槽式彈性連接結(jié)構(gòu)簡單，加工成本低廉，裝配方便，應(yīng)用范圍最為廣泛。因而本文也將以此為例進行分析。

　　2.1、內(nèi)導(dǎo)體固定不牢

　　為了裝配需要，在很多同軸連接器（如N型，3.5mm）中常采用圖2-1所示的結(jié)構(gòu)：內(nèi)導(dǎo)體被在介質(zhì)支撐處分為兩截，然后用螺紋連接起來。

　　但 是由于內(nèi)導(dǎo)體直徑較小，裝配時若不在螺紋連接處涂膠加以固定，那么內(nèi)導(dǎo)體連接強度是很差的，尤其是一些小型射頻同軸連接器，如1.85mm同軸連接器內(nèi)導(dǎo) 體的直徑僅為Φ0.804mm，其強度可想而知。因此，當連接器在多次連接、斷開，在扭力和拉力長期作用下，內(nèi)導(dǎo)體螺紋可能就會松動、脫落，致使連接失 效。

　　圖 2-2也是同軸連接器常用的結(jié)構(gòu)之一（如SMA）：內(nèi)導(dǎo)體、介質(zhì)支撐以及外導(dǎo)體依靠膠粘劑固定在一起。這種結(jié)構(gòu)如果在裝配時涂膠量不夠或膠的連接強度不 夠，那么在使用過程中，涂膠處因受力可能發(fā)生斷裂，就會造成內(nèi)導(dǎo)體轉(zhuǎn)動或者軸向竄動，內(nèi)導(dǎo)體之間不能形成良好的電接觸，連接失效。 改進措施：對于圖2-2結(jié)構(gòu)的同軸連接器裝配時可在螺紋連接處涂適量的導(dǎo)電膠或螺紋鎖固劑以增加螺紋連接的可靠性。而對于圖2-3結(jié)構(gòu)，要選用粘結(jié)強度較 高的膠粘劑，且涂膠時一定要保證膠充滿整個涂膠孔；在內(nèi)導(dǎo)體涂膠處滾花，增加內(nèi)導(dǎo)體與膠粘劑的接觸面積，防止內(nèi)導(dǎo)體轉(zhuǎn)動；適當調(diào)整內(nèi)導(dǎo)體、外導(dǎo)體、介質(zhì)支 撐的徑向尺寸及公差，使內(nèi)導(dǎo)體與介質(zhì)支撐、介質(zhì)支撐與外導(dǎo)體之間的配合為過盈配合，也可使三者裝配在一起更加牢固。